MODELAMIENTO DE NUEVAS MOLÉCULAS ANÁLOGAS A LA CLASE ISRS

Para el modelamiento de las nuevas moléculas análogas a la Fluoxetina, se tuvieron en cuenta los resultados de la regresión lineal múltiple, la cual determinó el curso de la red neuronal y el docking molecular (afinidad (kcal/mol)) de las moléculas de la clase ISRS comerciales o experimentales. (Tabla. 2 y Tabla. 4) De aquí, se determinaron las mejores

moléculas basadas en los resultados de afinidad obtenidos, realizados por medio del software AutodockVina (Trott & Olson, Autodock Vina, 2010), las cuales fueron

Paroxetina, Vilazodona y Desvenlafaxina benzoato. A cada una de estas moléculas, se le

realizaron 8 modificaciones, todas en el núcleo de cada una, más específicamente en el benceno que presentan.

Los cambios fueron realizados siguiendo los patrones de sustitución en los hidrocarburos aromáticos (orto, meta, para). En primera instancia se sustituyen con las mismas moléculas o elementos, incluidas en la molécula original; luego, se agregaba un Metilo (CH3) o un Trifluorometil (CF3) continuando con los mismos patrones. (Fig. 13)

Figura. 13. Patrones de sustitución en los hidrocarburos aromáticos.

Ya teniendo modeladas todas las moléculas con sus respectivas sustituciones, se les realizó el docking molecular (kcal/mol) y se calculó los cuatro descriptores escogidos para realizar la red neuronal (AMR, fMF, FragC y LOBMAX); para el docking molecular se le realizaron 5 pruebas para cada molécula y cada una de las pruebas produce 9 resultados; es decir, en cuanto a afinidad se obtuvieron un total de 125 resultados. Ahora bien, los resultados de los descriptores, hallados mediante el software PaDEL (Yap CW, 2011), se ingresaron a una función de la red neuronal que permitió simular la misma para así obtener la salida correspondiente, el IC50 teórico de cada una de las moléculas.

La primera molécula a la cual se le realizaron las sustituciones fue la Paroxetina, en su composición esta molécula de la clase ISRS tiene un Flúor (F) en la posición ‘para’; es decir, se desplazó un F a la posición ‘orto’ y ‘meta’. Luego se realizaron las mismas sustituciones, pero con Metil y Trifluorometil en las tres posiciones. (Fig. 14)

Figura. 14. Paroxetina con sus respectivas sustituciones.

AFINIDAD (Kcal/mol) 1 2 3 4 5 PROM IC50 (nM) Paroxetina (original) -10,6 -10,6 -10,7 -10,6 -10,6 -10,62 2,01 Paroxetina (orto) -10,7 -10,8 -10,7 -10,6 -10,7 -10,7 1,946 Paroxetina (meta) -10,5 -10,5 -10,5 -10,4 -10,5 -10,48 1,946 Paroxetina CH3 (orto) -10,2 -10,2 -10,2 -10,2 -10,2 -10,2 3,453 Paroxetina CH3 (meta) -10,7 -10,6 -10,7 -10,6 -10,6 -10,64 3,613 Paroxetina CH3 (para) -10,6 -10,6 -10,6 -10,6 -10,6 -10,6 3,996 Paroxetina CF3 (orto) -10,7 -10,7 -10,7 -10,7 -10,7 -10,7 4,587 Paroxetina CF3 (meta) -11,2 -11,2 -11,2 -11,2 -11,1 -11,18 4,763 Paroxetina CF3 (para) -11,2 -11,1 -11,2 -11,1 -11,2 -11,16 5,350 Tabla. 7. Resultados docking molecular e IC50 de las moléculas modeladas de la clase

ISRS teóricas (Paroxetina).

En segundo lugar, se realizó el mismo procedimiento con la molécula de Vilazodona; sin embargo, adherido al benceno no se encontraba la molécula de Flúor; pero sí se encuentra un grupo de cianuro como sustituyente. (Fig. 15)

Figura. 15. Vilazodona con sus respectivas sustituciones. AFINIDAD (Kcal/mol) 1 2 3 4 5 PROM IC50 (nM) Vilazodone (original) -11,1 -10,8 -10,6 -10,7 -11 -10,84 0,200 Vilazodone CH3 (orto) -11,2 -11,2 -11,2 -11,3 -11,3 -11,24 9,046 Vilazodone CH3 (meta) -11,2 -11,2 -11,2 -11,4 -11,2 -11,24 8,975 Vilazodone CF3 (orto) -11,6 -11,5 -11,6 -11,5 -11,5 -11,54 3,512 Vilazodone CF3 (meta) -11,4 -11,4 -11,4 -11,5 -11,5 -11,44 3,489 Vilazodone (orto) -10,8 -10,8 -10,9 -10,7 -10,8 -10,8 1,524 Tabla. 8. Resultados docking molecular e IC50 de las moléculas modeladas de la clase

ISRS teóricas (Vilazodona).

Por último, se realizaron las sustituciones en la molécula de Desvenlafaxina Benzoato en su estructura original; esta tiene un grupo hidroxilo unido a su benceno (Fig. 16) y de aquí se realizó el mismo proceso que con las moléculas anteriores.

Figura. 16. Desvenlafaxina Benzoato con sus respectivas sustituciones. AFINIDAD (Kcal/mol) 1 2 3 4 5 PROM IC50 (nM) Desvenlafaxina benzoato -10,9 -10,9 -10,9 -10,9 -10,9 -10,9 6,340 Desvenlafaxina benzoato CF3 (meta) -12,4 -12,1 -12,1 -12,1 -12,1 -12,16 3,954 Desvenlafaxina benzoato CF3 (orto) -11,2 -11,2 -11,2 -11,2 -11,2 -11,2 3,954 Desvenlafaxina benzoato CF3 (para) -11,9 -11,9 -11,9 -11,9 -11,9 -11,9 4,126 Desvenlafaxina benzoato CH3 (meta) -11,5 -11,5 -11,5 -11,5 -11,4 -11,48 7,576 Desvenlafaxina benzoato CH3 (orto) -11,1 -11 -11,1 -11,1 -11,1 -11,08 7,576 Desvenlafaxina benzoato CH3 (para) -11,3 -11,3 -11,3 -11,3 -11,3 -11,3 7,572 Desvenlafaxina benzoato (meta) -11,1 -11 -11,1 -11,2 -10,9 -11,06 6,295 Desvenlafaxina benzoato (orto) -10,9 -10,9 -11 -11,1 -10,9 -10,96 6,295 Tabla. 9. Resultados docking molecular e IC50 de las moléculas modeladas de la clase

ISRS teóricas (Desvenlafaxina Benzoato).

Como se dijo anteriormente, para cada una de las moléculas modeladas se hallaron los cuatro descriptores escogidos para la creación de la red neuronal y así, hallar el IC50

mismas. Los resultados de dichos descriptores se observan en la siguiente tabla. (Tabla. 10)

Nombre AMR FMF fragC LOBMAX Desvenlafaxine benzoato CF3 (meta) 116.2176 0.3115 94.0700 1.0862 Desvenlafaxine benzoato CF3 (orto) 116.2176 0.3115 94.0700 1.0862 Desvenlafaxine benzoato CF3 (para) 116.2176 0.3115 94.0700 1.1818 Desvenlafaxine benzoato CH3 (meta) 49.8145 0.2826 58.0200 1.4799 Desvenlafaxine benzoato CH3 (orto) 49.8145 0.2826 58.0200 1.4799 Desvenlafaxine benzoato CH3 (para) 49.8145 0.2826 58.0200 1.3596 Desvenlafaxine benzoato (meta) 46.8770 0.2955 58.0300 1.4799 Desvenlafaxine benzoato (orto) 46.8770 0.2955 58.0300 1.4799 Paroxetina CF3 (meta) 42.2497 0.4894 198.0700 1.4461 Paroxetina CF3 (orto) 42.2497 0.4894 198.0700 1.4828 Paroxetina CF3 (para) 42.2497 0.4894 198.0700 1.3178 Paroxetina CH3 (meta) 41.3172 0.4894 177.0400 1.4299 Paroxetina CH3 (orto) 41.3172 0.4894 177.0400 1.4820 Paroxetina CH3 (para) 41.3172 0.4894 177.0400 1.3135 Paroxetina (meta) 36.6876 0.5227 177.0500 1.4820 Paroxetina (orto) 36.6876 0.5227 177.0500 1.4820 Vilazodona CF3 (meta) 129.3808 0.4242 331.0900 2.0794 Vilazodona CF3 (orto) 129.5876 0.4242 331.0900 2.3651 Vilazodona CH3 (meta) 57.9083 0.4516 304.0600 2.0200 Vilazodona CH3 (orto) 57.9083 0.4516 304.0600 2.3472

Tabla. 10. Resultados descriptores moléculas modeladas de la clase ISRS teóricas (AMR,

fragC, fMF, LOBMAX)

7.9. TOXICIDAD

Por último, se realizó el análisis de toxicidad de las moléculas que en todo el proceso de la metodología QSAR realizada, sus resultados fueron mejores en cuanto a afinidad e IC50

teórico. Estas son: Paroxetina con su radical de Flúor ubicado en los diferentes patrones de sustitución (orto y meta) (Figura. 14) y Desvenlafaxina Benzoato con un radical trifluorometil ubicado en todos sus patrones de sustitución (orto, meta y para) (Figura.16). (Younsey University, 2014) El análisis de toxicidad se realizó por medio del software

PreADMED un software de uso libre, para predecir datos de descriptores moleculares,

predicción de similitud de drogas y predicción de toxicidad. Este software se encuentra en un servidor web y está realizado principalmente en un lenguaje de secuencias de comandos comúnmente utilizado para aplicaciones web que se comunica con el navegador llamado PHP y este, a su vez utiliza un conjunto de programas en C que proporcionan gran parte de la funcionalidad de PreADMET. (Younsey University, 2014)

En este caso, utilizamos únicamente la herramienta para hallar la toxicidad teórica que podría tener cada una de las moléculas escogidas. La predicción de toxicidad in silico, crea cada vez más importancia en cuanto al descubrimiento temprano de fármacos, ya que el 30% de los candidatos de fármacos en las metodologías QSAR realizadas in silico, fracasan debido a los problemas que se puedan presentar en este ámbito. La herramienta, nos permite evaluar la mutagenicidad de Ames Salmonella TA100, TA98,

TA1535, la carcinogenicidad en roedores de 2 años (ratas y ratones). (Younsey

University, 2014)

En primera instancia se realizaron las pruebas de toxicidad únicamente para las moléculas que tienen una afinidad y un IC50 teóricamente mejor que la molécula original.

De aquí, solo se obtuvo que la Paroxetina con su radical de flúor en orto es seleccionado como mejor candidato potencial en cuanto a todos los aspectos (IC50, afinidad y

toxicidad), los demás candidatos evaluados en esta fase, aunque tuvieron un IC50 menor,

tuvieron en varias de las variables de toxicidad valores mayores que las moléculas originales. Los resultados se pueden observar en las Tablas. 11 y 12; teniendo en cuenta que el círculo de color verde, indica que los valores de la molécula son menores o iguales que la original y que el círculo de color rojo indica que el valor obtenido es mayor en comparación con la molécula original.

Tabla. 11. Resultados de toxicidad moléculas con mejor afinidad e IC50 (Paroxetina)

Tabla. 12. Resultados de toxicidad moléculas con mejor afinidad e IC50 (Desvenlafaxina

benzoato CF3)

Sin embargo, se procedieron a realizar las pruebas de toxicidad de las demás moléculas (Tabla. 13, 14 y 15); ya que, siguiendo el objetivo general de la investigación, se debía hallar un fármaco con mayor afinidad por la proteína de membrana SERT; así que,

habiendo obtenido una mejor afinidad es válido realizar el análisis de toxicidad mediante

preADMED.

Tabla. 13. Resultados de toxicidad moléculas con mejor afinidad e IC50 (Paroxetina CH3

meta y Paroxetina CF3)

Tabla. 14. Resultados de toxicidad moléculas con mejor afinidad e IC50 (Vilazodona CH3 y

Tabla. 15. Resultados de toxicidad moléculas con mejor afinidad e IC50 (Desvenlafaxina

benzoato y Desvenlafaxina benzoato CH3)